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水稻和小麦作为我国的主要粮食作物,对于维护粮食安全具有不可忽视的作用。水旱轮作种植体系是我国长江流域特有的一种种植方式,在全流域均有分布,其中稻麦轮作主要分布在在长江中下游地区。江苏省是全国重要的稻麦轮作种植区之一,而太湖流域又是江苏主要的稻麦轮作产区,是全国粮食储备的重要保障。但是,从目前的生产情况来看,农民为了追求高产而大量甚至过量施肥的现象极其普遍,这不仅使肥料资源不断地浪费,更使环境污染问题变得更加严重,对我国经济和环境的可持续发展产生了很大的阻碍。因而我们急需科学指导农民规划施肥用量,并采取合理的施用方式,实现作物生产与肥料利用率最大化,并降低环境污染的风险。
本试验周期为2017年至2018年,地点位于江苏省宜兴市新街镇禾欣农场的试验站。共设计两个试验,一是不同磷肥施用量试验,小麦季和水稻季均设置6个处理,施用量按P2O5计,分别为P0(0kg·hm-2)、P25(25 kg·hm-2)、P50(50 kg·hm-2)、P75(75 kg·hm-2)、P100(100 kg·hm-2)和P150(150 kg·hm-2);试验二为减磷增效优化施肥试验,在小麦季和水稻季均设置5个处理,分别为CK(不施肥)、P0(不施磷肥)、FFP(农户常规施肥,90kgP2O5·hm-2)、FFP-20%P(农户常规施肥减磷20%)和FFPM-36%P(FFP减磷20%后,有机肥替代20%无机磷肥)。本文主要通过研究磷肥减施后对稻麦的产量构成和磷肥利用率的影响,为太湖流域稻麦轮作生产中合理施用磷肥提供实践指导依据。研究结果如下:
1、稻麦轮作种植体系中,不同磷肥施用量试验结果表明,相比于P0,磷肥施用量提高后,产量都有明显的增加,其中P75处理的小麦和水稻产量最高,P100和P150的产量并没有随着磷肥施用量的进一步提高而增加。在减磷增效优化施肥试验中,FFP-20%P和FFPM-36%P处理与农户常规施肥FFP之间,小麦和水稻产量没有明显的差异。
2、在稻麦轮作种植体系中,不同磷肥施用量试验结果表明,虽然在磷肥施用量减少之后,磷肥吸收利用率、磷肥偏生产力和磷肥农学效率有明显的提高,但是只有P75处理才能保证作物产量达到最高。磷肥减施增效优化施肥后对磷肥利用率有明显的提高。在小麦季,相比于FFP,FFP-20%P和FFPM-36%P的磷肥吸收利用率分别提高36%和39%,磷肥偏生产力分别提高17%和15%,在水稻季,FFP-20%P和FFPM-36%P的磷肥吸收利用率和磷肥偏生产力都明显的高于FFP,磷肥吸收利用率分别提高63%和34%,磷肥偏生产力分别提高21%和24%。
3、在不同磷肥施用量试验中,P75、P100和P150处理的小麦和水稻收获期土壤有效磷(Olsen-P)含量明显高于P0、P25和P50,但P75、P100和P150三个处理组之间的收获期土壤Olsen-P含量差异不显著。在减磷增效优化施肥试验中,相比于CK和P0,FFP,FFP-20%P和FFPM-36%P处理的小麦和水稻收获期土壤Olsen-P含量有明显的提高,但这三个处理之间的土壤Olsen-P含量差异不显著。
综上所述,通过磷肥施用量梯度试验,推荐本地区的最佳磷肥(P2O5)施用量上限应控制在75kg·hm-2。通过减磷增效优化施肥试验,推荐本地区农民将常规施磷(P2O5)肥量90kg·hm-2减少20%,并且在此基础上进一步通过有机肥替代其中的20%无机磷肥,从而达到保证稻麦产量,减少磷肥施用并提高磷肥利用率的目标。
本试验周期为2017年至2018年,地点位于江苏省宜兴市新街镇禾欣农场的试验站。共设计两个试验,一是不同磷肥施用量试验,小麦季和水稻季均设置6个处理,施用量按P2O5计,分别为P0(0kg·hm-2)、P25(25 kg·hm-2)、P50(50 kg·hm-2)、P75(75 kg·hm-2)、P100(100 kg·hm-2)和P150(150 kg·hm-2);试验二为减磷增效优化施肥试验,在小麦季和水稻季均设置5个处理,分别为CK(不施肥)、P0(不施磷肥)、FFP(农户常规施肥,90kgP2O5·hm-2)、FFP-20%P(农户常规施肥减磷20%)和FFPM-36%P(FFP减磷20%后,有机肥替代20%无机磷肥)。本文主要通过研究磷肥减施后对稻麦的产量构成和磷肥利用率的影响,为太湖流域稻麦轮作生产中合理施用磷肥提供实践指导依据。研究结果如下:
1、稻麦轮作种植体系中,不同磷肥施用量试验结果表明,相比于P0,磷肥施用量提高后,产量都有明显的增加,其中P75处理的小麦和水稻产量最高,P100和P150的产量并没有随着磷肥施用量的进一步提高而增加。在减磷增效优化施肥试验中,FFP-20%P和FFPM-36%P处理与农户常规施肥FFP之间,小麦和水稻产量没有明显的差异。
2、在稻麦轮作种植体系中,不同磷肥施用量试验结果表明,虽然在磷肥施用量减少之后,磷肥吸收利用率、磷肥偏生产力和磷肥农学效率有明显的提高,但是只有P75处理才能保证作物产量达到最高。磷肥减施增效优化施肥后对磷肥利用率有明显的提高。在小麦季,相比于FFP,FFP-20%P和FFPM-36%P的磷肥吸收利用率分别提高36%和39%,磷肥偏生产力分别提高17%和15%,在水稻季,FFP-20%P和FFPM-36%P的磷肥吸收利用率和磷肥偏生产力都明显的高于FFP,磷肥吸收利用率分别提高63%和34%,磷肥偏生产力分别提高21%和24%。
3、在不同磷肥施用量试验中,P75、P100和P150处理的小麦和水稻收获期土壤有效磷(Olsen-P)含量明显高于P0、P25和P50,但P75、P100和P150三个处理组之间的收获期土壤Olsen-P含量差异不显著。在减磷增效优化施肥试验中,相比于CK和P0,FFP,FFP-20%P和FFPM-36%P处理的小麦和水稻收获期土壤Olsen-P含量有明显的提高,但这三个处理之间的土壤Olsen-P含量差异不显著。
综上所述,通过磷肥施用量梯度试验,推荐本地区的最佳磷肥(P2O5)施用量上限应控制在75kg·hm-2。通过减磷增效优化施肥试验,推荐本地区农民将常规施磷(P2O5)肥量90kg·hm-2减少20%,并且在此基础上进一步通过有机肥替代其中的20%无机磷肥,从而达到保证稻麦产量,减少磷肥施用并提高磷肥利用率的目标。